O presente trabalho pretendeu aplicar o método de simulação computacional para a obtenção da FTM de sistemas de aquisição de imagens radiográficas odontológicas, objetivando analisar comparativamente um sistema de radiologia digital indireta com sistemas de radiologia digital direta disponíveis comercialmente. Adicionalmente, foram levantados parâmetros de avaliação de qualidade propostos pela “Portaria nº 453”.
Esse capítulo apresenta conclusões baseadas nos resultados obtidos.
6.1 – Parâmetros de avaliação de qualidade propostos pela “Portaria nº 453”
As medidas de Tensão de Pico (kVp), Reprodutibilidade do Tempo de Exposição, Camada Semi-Redutora (CSR) e de Linearidade e Reprodutibilidade da Exposição foram realizadas com o uso dos equipamentos de testes mencionados no item 4.4, de acordo com procedimentos comumente usados na avaliação de qualidade de equipamentos radiológicos (PORTARIA, 1998). Não existiram dificuldades para a realização das medidas e obtenção dos resultados apresentados no item 5.1.
Para a determinação das dimensões do ponto focal dos equipamentos, por sua vez, foi utilizado um método computacional desenvolvido por Escarpinati e Vieira (VIEIRA, 2002a; ESCARPINATI, 2004). Nessa metodologia, obtém-se uma imagem de ponto focal utilizando-se uma câmara de fenda. A partir da imagem digitalizada da câmara de fenda, e por meio do sistema computacional, obtém-se a função de espalhamento de linha (FEL) do sistema. Da FEL, utilizando-se o método FWHM, determina-se a medida do tamanho efetivo do ponto focal.
De modo geral, a dificuldade experimental envolvida no uso da câmara de fenda está relacionada ao alinhamento com o raio central do feixe. Para a realização dos testes, essa dificuldade foi contornada, em parte, quando se utilizou o dispositivo eletrônico de alinhamento desenvolvido no LAPIMO (Laboratório de Análise e Processamento de Imagens Médicas e Odontológicas, da Escola de Engenharia de São Carlos, USP) por Schiabel at. al (SCHIABEL, 1997c). Com isso, o procedimento de alinhamento da câmara
de fenda com o raio central do feixe tornou-se menos complicado, possibilitando a aquisição das imagens de fenda em um tempo razoavelmente pequeno. Nas medidas experimentais foram gastos, aproximadamente, 15 minutos para o alinhamento. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 5.5.
Dessa forma, a metodologia aplicada na determinação dos parâmetros de qualidade mostrou-se efetiva e os resultados obtidos permitiram concluir que os equipamentos de raios X analisados apresentavam-se, de maneira geral, em boas condições de funcionamento.
6.2 – Função de Transferência de Modulação – FTM
6.2.1 – Considerações sobre o ponto focal
Como o interesse desse estudo é a comparação dos sistemas digitais de registro (captura) das imagens, procurou-se minimizar o efeito do ponto focal do aparelho de raios X sobre a resolução espacial dos sistemas analisados. Para isso, objetivando eliminar distorções nas imagens devidas ao efeito de magnificação provocado pelo fato de o ponto focal do aparelho de raios X não ser puntiforme, o phantom de borda utilizado foi posicionado diretamente sobre os receptores de radiação e a distância desses receptores ao ponto focal do aparelho de raios X foi consideravelmente grande (30 cm). Dessa maneira, a distância entre os receptores de radiação e o phantom pode ser considerada desprezível em relação à distância do conjunto (phantom e receptor) ao ponto focal.
Dessa forma, nas análises a seguir, o efeito do ponto focal do aparelho de raios X sobre a resolução espacial dos sistemas estudados pode ser desprezado e as FTMs obtidas correspondem apenas aos sistemas digitais de captura das imagens.
6.2.2 – Análise das FTMs
A análise das FTMs do sistema DIGORA, apresentadas na Figura 5.2, permite observar a influência do transdutor (placa de fósforo) na degradação da resolução espacial do sistema e concluir que essa resolução é determinada, em grande parte, pelo processo de leitura/digitalização da imagem a partir da placa de fósforo.
A partir da freqüência de canto da FTM do sistema DIGORA, conclui-se que objetos maiores ou iguais a 0,7 mm (1,4 ciclos/mm), aproximadamente, são reproduzidos com pouca distorção, em termos de resolução espacial, nas imagens geradas pelo sistema.
Esse resultado é melhor do que o encontrado para o sistema DENOPTIX, Figura 5.3, quando ajustado para resolução de 300 dpi (a mesma do DIGORA). Neste caso, o sistema DENOPTIX permite a visualização, praticamente sem distorções em termos de resolução espacial, de objetos com dimensão igual ou superior a 1,2 mm. Quando ajustado para 600 dpi, sua resolução máxima, o sistema DENOPTIX permite a visualização de objetos de tamanho igual ou superior a 0,6 mm, aproximadamente. Esses resultados sugerem um desempenho similar, em termos de resolução espacial, dos sistemas DIGORA e DENOPTIX, em suas resoluções máximas.
A análise da FTM do sistema CygnusRay estudado, Figura 5.5, possibilita concluir que ele permite visualizar objetos de tamanho igual ou superior a 0,5 mm., aproximadamente. Tal resultado é bastante similar aos encontrados para os sistemas DIGORA e DENOPTIX analisados, apesar de sua resolução ser 1200 dpi, de acordo com o fabricante. Pode-se concluir, dessa forma, que fatores como, ruído de origem eletrônica, heterogeneidade na estrutura do detector e/ou ruído de quantização, contribuíram para a degradação do sinal capturado pelo sensor CCD do sistema CygnusRay analisado.
No sistema digital indireto estudado, por sua vez, a comparação das FTMs apresentadas na Figura 5.8 permite verificar que o scanner possui melhor característica de resolução espacial do que a do sistema como um todo, composto pelo processo de aquisição da imagem em filme e suas posteriores etapas de revelação e digitalização. Isso ocorre devido aos comprometimentos à resolução espacial do sistema, provocados por estes processos de captura, revelação e digitalização da imagem.
Mesmo sendo melhor que a sistêmica, a FTM correspondente somente ao scanner não corresponde à FTM ideal (com modulação unitária até próximo da freqüência de corte), que seria obtida se o digitalizador fosse isento de fatores que comprometem sua resolução espacial, tais como, a abertura de amostragem, o nível (ou distância) de amostragem e o nível de quantizações na conversão A/D.
Finalmente, considerando que, na clínica odontológica, os sistemas deverão ser utilizados nas suas resoluções máximas, foram comparadas as FTMs dos três sistemas digitais diretos analisados (DIGORA, DENOPTIX e CygnusRay)e do sistema digital
indireto em estudo, nas suas resoluções máximas (em número de pontos por polegada - dpi). A Figura 5.10 permite realizar essa comparação e evidencia, para esse caso, a melhor qualidade de resolução espacial do sistema indireto estudado e a, relativa, equivalência dos sistemas digitais entre si. O fator que, certamente, contribuiu para o desempenho do sistema digital indireto analisado foi boa qualidade do scanner (Umax PowerLook 1120) utilizado no processo de digitalização das imagens, que permitiu a digitalização com maior densidade de pixels e com maior quantidade de níveis de cinza (12 bits/pixel), ao mesmo tempo em que introduziu, relativamente, pouco ruído no sistema.
Assim conclui-se que a qualidade final da imagem radiográfica digitalizada a partir de um filme depende, fundamentalmente, do processo de conversão analógico-digital utilizado.
6.3 – Escolha do melhor sistema ou método para a obtenção de imagens digitais
O uso de imagens digitais na clínica odontológica tende a ser cada vez mais intensivo. Além da facilidade de armazenamento e transmissão dessas imagens, a possibilidade de manipulação das imagens digitais (tais como ajustes de brilho e contraste, efeitos de “zoom”, mensurações lineares e angulares, negativo, pseudocores, rotação da imagem, aplicação de filtros, equalização da imagem, entre outros) oferecida pelos programas computacionais disponíveis comercialmente pode contribuir para o diagnóstico, no momento da análise da imagem no computador. Contudo, deve-se considerar a possível manipulação indevida de imagens digitais, assim, é necessário manter sempre intacta a imagem original, armazenada em mídia, e a utilização de técnicas que garantam a integridade e a originalidade da mesma.
A escolha do sistema ou método para obtenção de imagens digitais na clínica odontológica será feita pelos profissionais, com base em critérios de custo versus benefício; do ponto de vista da exposição dos pacientes aos raios X, do custo financeiro e outros, porém, sempre levando em conta a qualidade do diagnóstico.
Alguns comentários sobre fatores que podem influenciar essa decisão são feitos a seguir.
6.3.1 – Considerações sobre dose de radiação
O filme é um detector de radiação relativamente ineficiente, que requer uma exposição relativamente alta de radiação, embora o uso de algumas técnicas e de filmes de alta velocidade permita a redução dessa exposição. Assim, uma das principais características favoráveis aos sistemas diretos digitais de imagem radiológica é a redução da exposição necessária. Por exemplo, BRETTLE et al. (1996) estimaram a possível redução da dose de sistemas baseados em PSPL em relação a filmes radiográficos da ordem de 90%, outros estudos apontam para reduções não tão grandes, porém, significativas.
6.3.2 – Considerações sobre desempenho entre PSPL, CCD e filmes
Muitos estudos têm avaliado a utilidade da tecnologia PSPL para diagnóstico, tais como (SVANAES, 1996; CEDERBERG, 1998; HUDA et al., 1997). Eles reportam que as imagens obtidas por esta metodologia têm utilidade comparável a das imagens feitas em filmes. Svanaes et al. (SVANAES, 1996) relatam que não há diferenças na detecção de cárie proximal usando PSPL e filmes do tipo “ektaspeed”. De acordo com Cederberg et al. (CEDERBERG, 1998), imagens obtidas com a tecnologia PSPL tiveram melhor desempenho do que as imagens convencionais em filme “ektaspeed” para a determinação de medidas endodônticas. As imagens PSPL aparentam ter limite de resolução da ordem de 6 lp/mm (pares de linhas por milímetro), resolução é significantemente menor que aquela alcançada por um filme convencional (20 lp/mm), porém, não muito diferente daquela percebida pelo olho humano (8 a 10 lp/mm).
Alguns sistemas baseados em CCD, por sua vez, de acordo com outros autores (HILDEBOLT et al., 2000; ALBUQUERQUE, 2001), possuem maior capacidade de fornecer contraste na imagem e menor latitude, mostrando-se adequados para o uso clínico.
6.3.3 – Considerações sobre custo financeiro
O resultado da comparação das resoluções espaciais entres os três sistemas diretos analisados (DIGORA, DENOPTIX e CygnusRay) e o digital indireto usando o scanner Umax PowerLook 1120 foi amplamente favorável a este último. Considerando que
o preço de um scanner de boa qualidade é bastante inferior ao de um sistema digital direto, parece que o método indireto, por essa análise, é o mais recomendado.
Nesse caso, deve-se levar em conta que na clínica odontológica já existem o aparelho de raios X e a reveladora, porém, os filmes ainda continuariam sendo utilizados.
Os parâmetros mais importantes a serem verificados no scanner referem-se a sua resolução espacial (número de pixels por polegadas – DPI) e de contraste (quantidade de níveis de quantização e ruído intrínseco dos sensores), bem como a sua curva característica de tonalidade, que dá a relação entre a intensidade de cor da imagem adquirida e a original (SALES et al., 2002).
Conforme estes mesmos autores (SALES et al., 2002), no método indireto as radiografias devem ser digitalizadas usando-se scanner com, pelo menos, resolução acima de 200 dpi (600 dpi, recomendável), bem como as imagens devem ser digitalizadas com, pelo menos, 256 tonalidades de cinza (8 bits para o processo de quantização). O uso dessas resoluções produziria imagens de tamanhos adequados para exibição em monitor de vídeo, e seriam compatíveis com as imagens produzidas pelos sistemas de captação direta existentes no mercado.
6.4 – Considerações finais
O sistema de simulação computacional desenvolvido por Escarpinati e Vieira (VIEIRA, 2002a; ESCARPINATI, 2004) para a obtenção da FTM foi validado por meio da sua utilização na análise comparativa de características de resolução espacial de sistemas comercias de radiologia digital odontológica; análise que se mostrou consistente com estudos anteriormente realizados.
Os resultados demonstram a validade do uso da FTM na comparação do desempenho da resolução espacial de sistemas de imagem radiológica, porém, a comparação de diferentes sistemas de imagem radiográfica pode ser estendida a fatores que influenciam a resolução de contraste desses sistemas, tais como os ruídos oriundos de diversas fontes.
6.5 – Sugestões para trabalhos futuros
Ampliação dos testes para outros sistemas baseados em matrizes CCD,
objetivando uma melhor avaliação comparativa desta tecnologia com os sistemas baseados na tecnologia PSPL.
Adicionar à comparação, sistemas digitais diretos com sensores CMOS-APS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor - Active Pixel Sensor), considerado pela literatura (PARKS et al., 2002) como o mais recente desenvolvimento na tecnologia de sensores para radiografia digital direta.
Implementar no sistema computacional utilizado na determinação das FTMs, a
avaliação da resolução de contraste, de modo a verficar, para cada sistema analisado, o parâmetro DQE(ν) - detecção efetiva de quanta - que, apontado como o melhor parâmetro físico de qualidade independente do objeto em estudo, considera a curva sensitométrica, as propriedades de resolução espacial e as propriedades de ruído do sistema.
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